基于混合驅(qū)動多關(guān)節(jié)機(jī)械臂的控制研究.pdf

1、機(jī)械臂是一種得到廣泛應(yīng)用的自動化裝備，在工業(yè)生產(chǎn)特別是高端制造領(lǐng)域中有及其重要的作用。其驅(qū)動方式也很多樣化，不同的驅(qū)動方式有著各自的特點(diǎn)，但采用混合驅(qū)動進(jìn)行協(xié)同驅(qū)動的方式仍使用得較少。
　　為了探討機(jī)械臂的混合驅(qū)動的可能性與優(yōu)勢，在本論文中將伺服電動缸和電液比例閥控液壓缸這兩種驅(qū)動方式相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種伺服電動缸和電液比例閥控液壓缸混合驅(qū)動的機(jī)械臂。
　　首先對機(jī)械臂的運(yùn)動學(xué)進(jìn)行了分析，并以機(jī)械臂末端點(diǎn)的可達(dá)空間優(yōu)化作為目標(biāo)

2、，對機(jī)械臂的參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。然后以機(jī)械臂末端軌跡控制和機(jī)械臂位姿控制為目標(biāo)，搭建了相應(yīng)的控制系統(tǒng)，基于Matlab/Simulink與AMESim軟件的聯(lián)合，建立了該控制系統(tǒng)的仿真模型，仿真分析了該混合驅(qū)動機(jī)械臂的末端軌跡的可控性與特點(diǎn)。針對圓滑或彎折的不同軌跡曲線，分別進(jìn)行了末端點(diǎn)軌跡仿真控制。對于機(jī)械臂位姿控制中伺服電動缸跟隨液壓缸和液壓缸跟隨伺服電動缸兩種模式進(jìn)行分析。對于電液比例閥控液壓缸和伺服電動缸均首先采用了普通PID進(jìn)行控

3、制，分析仿真結(jié)果并調(diào)整PID的參數(shù)，得到較好的液壓缸和伺服電動缸的位置控制效果，軌跡曲線也較為圓滑。但普通PID控制針對不同的軌跡控制有較大的局限性，位置控制精度不夠高，因此又采用了帶前饋的PID復(fù)合控制進(jìn)行了仿真分析，得到了更高的位置控制精度。
　　最后，搭建了該混合驅(qū)動機(jī)械臂的實(shí)驗(yàn)臺架，加工機(jī)械臂，組建控制系統(tǒng)形成了完整的機(jī)械臂系統(tǒng)，采用Matlab RTW xPC平臺進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，得到了較為理想的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了前面的設(shè)計(jì)